автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка системы предотвращений столкновения автомобилей повышенной надежности

московский

ОРДЕНА

s - ti

KPAÓUerü ЗНАМЕНА ДВ70М0Б^ЬН0-Д0Р£ШНЫЙ ИНСТИТУТ

На прлвлх рукописи КЯМИЯСКМЙ МИХАИЛ ЛЬСОВИЧ

рпзрязатгся СИСТЕГЛИ

ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СТаЛЕ^КПВЕИИП Р.ЗТамаЕКПЕЯ павышЕннаи НЯДЕИНОСТИ

[Специальность 05-05.03 — пвтоиобили и траисторы)

АВТОРЕФЕРАТ

диссЕРтации на саисканиЕ ученей степени ' канЗиЭата .технически« wsyrc

КОСЕСЕЯ 1352

/

Работа выполнена б Московском ордена Трудового Красного Знамени автомобнльно-дорожном институте на кафедре "Автомобили".

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор ЮРЧШЯШЯ А. А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор . ПЧЕЛИН И. К., кандидат технических наук, доцент ПШС2ЛЕВ А. Г.

Ведущая организация указана в протоколе ученого совета N 2 от 16-января 1992г.

Защита состоится £-//<>//,9' 1992 г. е ^^часов

на заседании специализированного совета К 053.30.09 ВАК при Московском ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожном инситуте по адресу : 125829, ГСП, Ыосква, А-319, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " && 1992 г.

Отзывы проспи прздстаЕлятъ в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью.

Телефон для справок 155-03-28 .

Ученный секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

шглсоз а л

- 1 -

ОБЩАЯ XAPAKTEPKCTifflA РАБОТЫ

Актуальность работы.

Рост числа дорожно-транспортных происшествий. требует повы-Еения активной безопасности автомобиля. Одним из путей решения данной задачи является применение автоматических систем предотвращения столкновения автомобилей (СПСА). Основным препятствием г/. пути массового применения таких систем стала высокая частота лояных срабатываний, обусловленная неспособностью системы в ряде случаев правильно распознать ситуацию. Без создания блока защиты от ложных срабатываний функционирование СПСА неЕоамогшо. Этим определяется актуальность разработки СПСА повышенной надезсюсги с позиции ва'диты от ложных срабатываний ка основе создания логи-по-миемятичюкого гбеспе^тн^я рабочего продеса. не <*?Екцкокирс-

13 L::!;.-1.

Ц t: ь s с :: a v л ь с с л е д с :: и у у .

Т.пгьг: д?.:!чс.м работы язляез гя Бьлаботкэ требовзни". ;; СПО/- <; noH"L'i::'. г.-,' гъ-лгк от .-о?тнх срабатываний, рзгрзЗотка логике;-ка-îe!ST;r;j-j: 01: йС'.опочч;.нч блока зацггты, а такге создание kov;-пксной йгсвд.зш'.совакйя СПOh, позволяющей произьоз:^ь

ohti'.v-'h. j.1 - r'psi'ï'-pos с позиции надежности распознавания ï!;v: реализации этой цели были репены следуйте гадали: прсгкпт* -з''.ро.-=.на работа СПСА в типичных опасных дороаио-транспоргних си-туа-пг-::', е а ситуациях, опасных при ее установке, :: зъпа-

батггц- дополнительные требования к системе по надежности от го:т.-v.i~. срабатываний; на основе выдвинутых требований разработала сгрук?л>ная схема я логике-математическая п'одглъ расчетного rc'-'i-'i CI7C.i с блоком ssœ-'b' от хгак срабатываний; полу-е;-'::

:■■::: торм^члого пути, устаноЕИЕЕегсся замедления ::х вере-ят;:со" :г: .э пзрскгеркстиют при экстренном торно.чении для разлк'-нкх ■гииэв автомобилей и разных дорожих условий, которые состаздяш осдрьу банка данных СПСА; разработана комплексная иодеа, функционирования СПСА (з качестве управляемого автомобиля принята мно-гскатсога» г^с«ч'-мягг •kwi ,!одель ) и проанализирована ее ргбогч

О НОСНиД:; :j' 7 / о - :

!' т о ^ .г j l' .г е о * е я :f .с .

te"" лсд. !.. -i.- огдт'1- С'л;-

матл-ч с.--:;: д.:•.•:.;■'.<..-".- ■ ; ..<-■"о

ных элементов, так и всей системы в целом. Используются методы имитационного моделирования с помощью ЭВМ, натурного эксперимента, статистической обработки результатов испытаний.

Научная новизна.

Новизна результатов диссертации заключается б следующем: выработаны дополнительные требования к CUCA с позиции защиты ее от ложных срабатываний; разработано логико-математическое обеспечение блока защиты от ложных срабатываний; предложены выражения для расчета необходимого замедления управляемого автомобиля в различных дорожно-транспортных ситуациях; разработан алгоритм поддержания безопасной дистанции, обеспечивающий снижение амплитуды колебаний отрабатываемого замедления; определены коэффициенты степенных полиномов, аппроксимируюлще зависимости тор-моансго пути и установившегося замедления от начальной' скорости торможния для различных типов дорожных покрытий и марок автомобилей; разработана комплексная математическая модель функционирования СПСА и проведена ее экспериментальная проверка.

Практическая ценность.

Разработанная математическая модель США и ее программная реализация позволяют проводить оптимизацию параметров системы еще не. стадии проектирования. Это позволит значительно снизить материальные затраты по доводке CÍICA по сравнению с аналогичными работами, выполненными в дорожных условиях.

Реализация работы.

Полученные результаты использованы в работах, выполненных Ш10ВД МАДИ по программе ГКНГ (тема 540488), включены в учебные программы факультета АТ ЫАДИ, приняты НВЦ "ЛУЧ" для использования б опытных моделях автоматических систем управления торможением автотранспортных средств.

Апробация работы.

Основные положения работы были доложены и обсуждены на 48, 49 и 50 научно-исследовательских конференциях ЫАДИ, Москва 1990, 1991 и 1992 г. г. Доложена полностью и одобрена на заседании кафедры "Автомобили" Московского ордена Трудового Красного Знамени автомобшгьно-дорожного института 5 декабря 1991 г.

Публикации.

Основные положения по теме диссертации отражены в двух печатных работах.

- 3 -СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе анализируется современное состояние развития СПСА и ставятся задачи по ее дальнейшему исследованию.

СПСА состоит из информационно-измерительных устройств (ИИУ), расчетно-логического устройства (РЛУ), исполнительных устройств (ИУ). Блок-схема СЙСА представлена на рисунке 1.

Основой для анализа и синтеза США служат следующие научные направления: теория эксплуатационных свойств автомобиля ; информационно-измерительная техника; теория передачи и обработки информации ; теория автоматического управления и регулирования; теория статистических решений; теория следования за лидером; организация и безопасность движения; расчет рабочих процессов и агрегатов автомобиля.

Анализ работ по СПСА и смежным направлениям показал, что существует ряд вопросов, которые нуждаются в дополнительных исследованиях.

К числу' наиболее важных относится проблема защиты СПСА от ложных срабатываний, под которыми понимается срабатывание системы в неопасных ситуациях. В настоящее время нерешенность этой проблемы стала основным препятствием на пути массового производства и применения СПСА.

В дополнительных исследованиях нуждается процесс отработки необходимой интенсивности торможения управляемого автомобиля при нарушении безопасной дистанции. Актуальной является задача получения закона управления отрабатываемого замедления, способного снизить колебательность переходного процеса и обеспечить условие безопасности е случае торможения лидера во время отработки необходимого замедления.

В предыдущих работах по СПСА указывается на необходимость расчета тормозных путей лидера и управляемого автомобиля по степенны!,! полиномам ^ коэффициентами, полученными на основании обработки результатов достаточно достоверной модели. В качестве такой модели использовалась модель Иларионова-Пчелина. Для моделирования работы СПСА необходимо иметь не только тормозные пути, ко и значения достигаемых замедлений при различных дорожных условиях и типах автомобилей, средних углах поворота управляемых колес.

Поскольку одним из режимов работы СПСА является режим экстренного торможения, то для адекватного описания функционирования СПСА в этом режиме нужно учитывать такие факторы, как продоль-

1-датчик ускорения; 2-исполшгаельный механизм (ЯМ) привода тормоэов; 3-ЙМ привода оцепления; 4-датчик скорости; Б-негсонтактни!» датчик внешней обстановки; 6-ИМ привода органов топливо-подачи; 7-датчик угла поворота рулевого колеса; 8-ИМ пригода сигналов оповещения.

:юе и поперечное проскальзьшание колес, перераспределение нормальных реакций, колебания автомобиля на подвеске и т. д. , что требует использования при расчетах многомассозой пространственной модели управляемого автомобиля ( УА ).

С учетом Еывзизлотанного задачи настоящего исследования формулировались следующим образом : проанализировать работу СПСА в типичных опасных дорожно-транспортных ситуациях, а также з ситуациях, опасных при ее установке, и вырабатать дополнительные требования к системе по надежности от ложных срабатываний; на оснобо выдвинутых требований разработать структурную схему и логико-математическую модель РЛУ СПСА с блоком защиты от лсгаых срабатываний; получить значения тормозного пути, установившегося замедления и их вероятностные характеристики при экстренном торможении для различных типов автомобилей и разных дсротаых условий; разработать комплексную модель функционирования СПСА ( в качестве управляемого автомобиля принять многомассовую пространственуи модель ) и проанализировать ее работу с позиции защиты от ложых срабатываний.

Во второй главе приводится структурная схема и логико-математическая модель управляющих устройств (УУ) СПСА.

Информационно-измерительные устройства СПСА состоят из датчиков данных об управляемом автомобиле (ДДУА) и датчиков внешней обстановки (ДВО). В качестве ДПУА используются велосиметры, акселерометры, тахометр, преобразователь угловых перемещений, манометр, концевые выключатели. В качестве ДВО используются неконтактные датчики локаторного типа (радары, сонары, лидары), а такте телевизионные датчики. К основным определяемым величинам относятся скорость ( У2 ) и замедление ( J-г ) УА, расстояние (5'д ) > уг^овые координаты (9иоа) и относительная скорость (Vow) мехщу УА и опасным объектом (00).

Вероятность Г адекватного распознавания дорожно-транспортной ситуации (ДТС) расчетно-логическим устройством СПСА определяется как количеством и качеством поступающей в РЛУ информации, так и логикой его работы.

С целью нахождения путей повышения Г были поставлены следующие задачи : сформулировать исходные требования, определяющие г з существующих СПСА; проанализировать параметры, определяющие ДТС, и выделить типичны? опасные доро.^зо-транспортныэ ситуации, а гас® ЯГО, которое становятся опасна»® при установке па автомобиль СГСА; проанализировать раС&гу СПСА, стзечазсвеЗ исходным -грёЗоэх-в;-

- о - -

ям в ьь^еперечислошых опасных ДГС к вырь'ахать дополнительные требования к системе, обеспечивающие ее защиту от ложных срабатываний; на основании проведенного анализа выбрать ситуации, дополнительные требования к СПСА в которых повторяются во Есех рассмотренных ДГС; на основании исходных и дополнительно полученных требований разработать блок- схему и логико-математическую модель РЛУ С1ЮА с защитой от ложных срабатываний.

Всего была рассмотрена работа СПСА, отвечающей исходным требованиям, в 110 типичных опасных ДТС (ОДТС) и 7 ДТС, которые становятся опасными при установке на автомобиль СПСА.

Анализ работы США в типичных ОДТС, а также в ДГС, опасных при ее установке на автомобиль, позволил выделить 8 ситуаций, в которых дополнительные требования по 'защите системы от ложных срабатываний в той или иной Мере повторяется во всех 117 рассмотренных ситуациях : прохождение поворота; встречный разъезд; движение по пересекающимся траекториям; маневрирование; движение различных классов опасных объектов; проезд перекрестка; переменный продольный профиль дороги; переменный план дороги.

Анализ работы СПСА в этих ситуациях позволяет сделать следующее основные выводы : необходимо увеличение ширины зоны обнаружения, которое долйно позволить учитывать участников движения, двигающихся по смежным полосам; необходимо прогнозировать и анализировать траекторию движения управляемого автомобиля и опасного объекта и, как следствие, потребуются данные о поперечной составляющей скорости УА и 00; необходимо распознавание границ дорожного полотна (сканирующие локаторы, телевизионные датчики).

Блок-схема РЛУ СПСА с учетом выработанных требований состоит из блоков обработки данных о внешней обстановке и об управляемом автомобиле, банка данных, блока логики, расчетного блока, фильтра ошибок, ключевого устройства, селектора, блоков управления исполнительными механизмами.

К основным рассчитываемым величинам относятся скорость ), замедление () , направление движения (8оо ) опасного объекта, тормозные пути 00 и УА ( , ¿те ), остановочный путь УА ($0Стг), номер расчетной ситуации РС (РС = 1 - 5), дистанция $сг и время ¿ст .оставшиеся УА до столкновения с 00; дистанция.¿п! и время .оставшиеся 00 до прохождения точки пересечения траекторий (для РС - 6), безопасная дистанция для автоматики (£е ) и водителя (¿6£ ), необходимое замедление ) •

ИУ включают управляющие электромагнитные клапаны (ЗЫК), привод и исполнительные механизмы органов топливоподачи, сцепления, тормозов, устройства оповещения.

Подробная математическая модель функционирования всех звеньев УУ приведена в тексте диссертации.

К основным величинам, определяющим необходимость и интенсивность торможения УА, относятся и %гн . Выражения для расчета ¿в и ¡-гн для РС - 1 3-5 представлены в системе 1. В РС - 2 водителю выдается сигнал изменить направление движения.

Система 1

Г$остг> при Р?=1 а _)&остг-при РО=Ъ

при РС =4

- +Е, при РО--5

, Г (Уг-( Ъ), ^

Ьн -) ^ост:ЬТр '

д / т _ л £' ■ Г- -

при Р£=$

_ Г О, при ¿¡„¿.О

В систем« 1 обозначено: Д. Л^ч^^"со:зтветственнс> производные по скорости от тормозных путей УА и 00;

- 8 -

-1-.гарость нарастания замедления УА;

Б^е -степень нарушения ¿в ; ¿^л-^-вреш, необходимое для восстановления $6 ; -ире!,я реакции системы; -время запаздывания системы; г -запас дистанции (для РС=5);

V/,' ^--корректировочные коэффициенты.

На точность поддержания безопасной дистанции больше влияние оказывает время запаздывания ИУ С£зч*),что обусловлено даханичес-кой инерционностью ИУ.

"2*3 эмк + "СзПра1

^"зз>«</Сзп|=чо, Тътм -соответственно времена запаздьшания оМК, привода, тормозных механизмов.

Величина £злр«о+ Гзтм значительно превышает Тзэм*. В начальный момент ' отработки величина ТзориЬ +'Пзтн обусловлена необходимостью выбора зазоров, податливостью и трением в приводе и тормозных механизмах. В процессе отработки ¿¡"гн (после выбора зазоров) Тзпри£+'Сзтнзначительно снижается и сравнима сТзлМц(0,02-0,06с). В результате существенно снижается (более чем на 70%) и ТТ3. Этот факт необходимо учитывать в расчетах снижением на'С ьз-время

выбора зазоров в приводе и тормозных механизмах. Для определения момента окончания выбора зазоров служит сигнал от датчика давления в приводе .

Включение ИУ производилось на расстоянии й $ , позволяющем к моменту - ¿с выйти на ¿гн , что позволит исключить перерегулирование, вызванное инерционностью системы.

При линейном законе нарастания замедления

При экспоненциальном законе нарастания замедления

¿= Isp-+ (+ igaiЬ™* fH +

- (in ((- }гн )/ ( J2 глох - J2 )))/<£&

Ши £гн> °'9 ¿гтахпринимается Т н -0. -коэффициент, обуславливающий скорость нарастания замедления.

При /^з б ^ Д вырабатывается сигнал на включение блокам управления Ш.

Для обеспечения безопасной дистанции разработан алгоритм функционирования блока управления ЯУ привода органов топливопадачи и блока управления ИУ привода тормозоз. Он основывается на том, что '¿ги, рассчитанное по уравнениям системы 1, при постоянных скоростных параметрах 00 ( V-} , ) ка участке "£ > Т з есть убывающая функция времени. То есть после выхода на ¿2 11 поддержании

постоянным на достигнутом уровне будет происходить восстановление ¿з в случае ее первоначального нарушения.

Ири1л5г|<з£еи 1/ф<л|пор целесообразно уменьшить скорости нарастания и снижения (¿¿гя) замедления. Для этого исполь-

зуется параллельное включение клапанов с меньшим проходным сечением. При расчете порогов переключения клапанов при торможении .л ) и растормажившши используются

коэффициенты которые определяются из

условия скшзния колебаний- замедления УА в процессе отработки £гн■

Проведенные численные испытания модели в различных расчетных ситуациях позволили определить значения параметров фильтров и блокоз обработка данных, обеспечивающее как" приемлема точность определения требуемых величин, так и достаточное качество функционирования УУ в цепом. Проведенные испытания подтвердили возможность отказаться от высокочастотного отслезкивачия^ Определенные в результате испытаний значения составили 14т пор^ -3,2 м"/?4;

-46'1 ""/с'-.^лорг м*/се\ ¿¿е/юрг -55,3 М«/с\ -Ж М/С* =20 А-//С3 ;

/глу М/с3. Полученные значения к^"°/>л,(/$ел0рл>М2ларг , ¿.с* П03В0ЛЯ!ОТ обеспечить сштание колебаний отрабатываемого замедления при одновременном соблюдении условия безопасности. Результаты испытаний в РС-3 показаны на рисунке 2.

В третьей главе представлена модель торможения автомобиля, предназначенная для определения основных показателей, входящих в банк данных США ( ¡>т,£дСт)> а также для комплексного анализа функционирования США (с учетом управляемого автомобиля). В качестве такой модели принята модель, изложенная в работах И. К. Пче-лкна В дополнение к этой модели в настоящей работе учитываются продольные уклоны дороги, что вагзо для анализа функционирования США. Модель состоит из следующих структурных звеньев: "автомобиль", "дорога", "тормозные устройсва", "колеса".

Рис 2. Изменение замедления УА в ситуациях

1 - Ч1 -20 м/с, Уг -25 м/с, ^-б м/с ,£¿6 -о, С1-5 м;

2 - у1-20 м/с, Уг-25 м/с, »0, при 1-1 с лидер начи-

нает торможение с ¿¡.нар -20 м/с3 и после достижения

J -2 м/сА поддерживает ^ постоянным;

3 - ¥¿-=10 М/с, Уг-15 м/с, ^-2 м/с"2, -0.2, СА-3 м;

4 - У^-10 м/с, Уг-15 м/с. 4-2 м/с -О С^-З м;

В качестве звена "автомобиль" рассматривались динамические модели автомобилей наиболее распространенных типов : грузового двухосного автомобиля с зависимой подвеской колес ( ЗЮЫЗО, ГАЗ-бЗА, МАЗ-500 и др.), грузового трехосного автомобиля с балансирной подвеской задних мостов (КамАЗ-5320, ЗИЛ-131, Урал-4320 и др.) и легкового автомобиля с независимой подвеской передних и зависимой подвеской задних колес (ГАЗ-24, Москвич-2140, ВАЗ-2101 и др.).

Системы дифференциальных уравнений для данных типов автомобилей представлены в тексте диссертации. Расчетная схема грузового двухосного автомобиля с зависимой.подвеской колес представлена на рис. а

Выходными величинами звена "дорога" являются центрированные случайные функции У^- (£) и (¿) , которые характеризуют изменение сцепных свойств поверхности и ординат микропрофиля вдоль пути торможения, а также 'уклон дороги ¿. . Реализации случайных флук-туаций при статистическом моделировании на ЭЦВМ генерируются по аппроксимированным нормированным корреляционным функциям этих величин, полученным на основании обработки зксперементальных данных для различных типов дорожного покрытия .

д^влг - ■

Рис. 3 Расчетная схема грузового двухосного автомобиля с зависимой подвеской колес

Входной величиной звена "тормозные устройства" служит сигнал на начало торможения ( Л -0) или растормаяивания ( I -1), который определяется водителем или автоматикой, исходя из дорожно-транспортной ситуации. Выходными величинами слузхат тормозные моменты на колесах Мт -

Исследования тормозных систем автомобилей показывают, что давление в тормозных камерах и тормозные моменты на колесах изменяются во времени по зависимостям, близким к экспоненциальным, для пневматических тормозных систем, и к линейным с верхним ограничением для гидравлических тормозных систем. Это позволяет описать изменение тормозных моментов на колесах следующими дифференциальны},м уравнениями первого порядка.

Для пневматических тормозных систем

О

Мг-

I лри еС£ (Мм - } лри ±>¿-0 .—еСуМТ/ лри •£>■£<■'■'£:а ? т_

}

7 = 0 1

- 12 -

Для гидравлических тормозных систем

Г 0 / паи ~Ь 4 Л

о , пси Мт - О где ;

где

^о - запаздывание начала нарастания тормозного момента;

- максимальное значение тормозного момента; ¡г-;^ - скорости возрастания к убывания тормозных моментов;

/V

ио

- океперемэнтальные коэффициенты, характеризующие

скорости возрастания к убывания тормозных моментов

для пневматических систем; момент начала растормамивания.

В качестве звена '"колеса" применялась модель "кинематических связей", подробно излагаемая в раОотах Пчелина И. К., Хачатурова А. А. Дифференциальные уравнения, описывающие данную модель, приведены б тексте диссертации.

В работе приведены значения параметров модели и проведена ее программная реализация.

В четвертой главе проведены численные испытания модели торыо-пйния и получены коэффициенты степенных полиномов, аппроксимирующие зависимости £>т , ^^ст от начальной скорости торможения (Унт ) для автомобилей ЗИЛ-130, КамАЭ-5320, ГАЗ-24, ВАЗ-2101, при прямолинейном движении и движении на повороте, различных дорожных усло-еях (тип дорожного покрытия, продольный уклон дороги).

Введение в модель случайных функций изменения коэффициента сцепления и микропрофиля позволяет более адекватно описать торможен ке автомобиля, но делает модель стохастической, выходные величины которой являются случайными (СВ). Для получения коэффициентов, аппроксимирующих зависимости £>т (^нт), ^сл- (Унт), используются их статистические характеристики (математическое ожидание (М), дисперсия (Д), граничные значения (0) и т.п.)-.

Для этого принята методика, по которой : выдвинуты и проворены гипотезы о характере закона распределения указанных СВ; определены их статистические характеристики; принят показатель, характеризующий точность определения характеристик СВ; проведена аппроксимация характеристик СВ степенным! паЕшоьакн ьйзодоц нгшзньших ¡пзадратов; принят показатель, хгргкгер^увдй точность злпрскочма-

Бри определении тгта закона распределения использовались значения критерия согласия между эмпирическими и 12 наиболее распространенными теоретическими законами распределения. В качестве критерия согласия принят критерий Колмогорова- Смирнова как один из наиболее удобных для реализации на ЭЦВМ. Лучшую согласованность' с эмпирическим распределением дает равномерной закон.

В качестве показателя, характеризующего достоверность характеристик СВ, использовался показатель точности Р, который опреде-

лялся как

ЮО со

Vn M

где vail

Q - оценка среднего квадратического отклонения; M - оценка математического о.тадания; П - число реализаций.

При Р > 5 % увеличивается число реализаций модели.

В гачестве метода аппроксимации применен метод наименьших квадратов. Диапазон начальных скоростей торыожэния составил 2,5-25 м/с, интервал 2,5 м/с.- Минимальное число реализаций для каждой начальной стрости принято равным 11.

Погрешность аппроксимащш (П) определялась из следующего соотношения: Дтах

П --------- ,

Airax

где

Ifcax - деккишыдел разница мэлгду значение« nzzporœnapy-э;юЛ функции и значением" алпрокеимирующгго полинома;

Длвх - максимальное значение аппрстазкгйфуежй îçkkïçjx.

При П > 5 У, увеличивается степень аш1роксш£5рууь,ого жшшома.

Результаты модегяроваккя выявляя значительное влияние продольного y;ciom дзрогя S9 величав? хоргозпого пути т: усга^овизн»--эся замедление, что необходим «чятагеть при расчете показателей в бортовом компостер© CEDA.

Полученные козХфацкзнты согхгэгш? основу банта ^экных США и используются как при непосредственном функционировании СПСА, так я при юделированяи ее р?ботн. Численные значения получчннкх коэ:'6-фпциентоз приведены з тексте диссертации (табл. i.2).

3 пятой czzzo рзсстгг-тйкгея кскшгекснач >угкщ:отфо-

вания США и результаты чкслэшпд: и дороязнх 'дсяыгзний.

Комплексная модель фгзкщюкироваяия СПСА зклэчаех в себя модель УУ, рассмотренную ео второй главе диссертации, модель уа..

рассмотренную в третьей главе, а также модель дорожно-транспортной ситуации, ^тематическое описание модели ДТС и методика расчета приводятся в тексте диссертации.

Результаты численных испытаний комплексной модели США позволили выявить колебательный характер отработки необходимого замедления и получить коэффициенты при расчете порогов переключения клапанов, обеспечивающих его снижение. Использовалось также введение зоны нечуствительности по ¿£>б и л^ ^ ) в сторону растормалсивания. Полученные значения ^составили и1/ с&, ^¿Егор, г- 66,9 им/ с2.¿¡¿Бы -0,3 м -0,1 м/с2 . ' Результаты испытаний модели показали необходимость учета разворота автомобиля при торможении и, как следствие, необходимость датчиков поперечной скорости и ускорения УА, а также значительное влияние положения датчика на кузове автомобиля на его показания. Результаты численных испытаний на накатанном снеге представленны на рис.4.

Для проверки разработанной комплексной модели функционирования США были проведены дорожные испытания с использованием макетного образца США, разработанного в технической лаборатории кафедры "Автомобили" МАДИ. Макетный образец США создан на базе автомобиля ГАЗ-24- Описание образца, а также используемой при испытаниях измерительно-регистрирующей аппаратуры дано в тексте диссертации.

Поскольку создать РЛУ, обеспечивающее защиту от ложных срабатываний, в имеющихся условиях оказалось невозможным (необходима специализированная микроЗВМ), проверка проводилась по отрабатываемому замедлению и безопасной дистанции с использованием существующего вычислителя, в который были внесены изменения, позволяющие реализовать предложный алгоритм поддержания б и выражения для расчета ¿.ац(РС-З). Испытания проводились при РС-3, дорога - сухой асфальтобетон, / =0 % , В -0 град.

Результаты испытаний показали, что разработанная комплексна модель позволяет в целом удовлетворительно описать функционирование США по поддерживаемой безопасной дистанции и отрабатываемому замедлению, при этом максимальная погрешность не превышает по 7 X ,по £г 10 X . Результаты испытаний при -5м/с, ]/2 -20м/с и У/ -Юм/с, 1/2 -20м/с на сухом асфальтобетоне представлены на рисунке 5. Алгоритм поддержания к выражения для расчета ^ предложенные в данной работе позволяют добиться снижения амплитуды колебаний до 0,2-0,6 м/с при частоте работы электромагнитных клапанов 4 Гц.

-V

15

накат алН1>£ снег.

и<2гал модель 2

Ч дороги "г

град

-3 О

1 г з —^ 5 б ь,с

Рис Зависимость ( t ) и 9нс& ^ ) при различных моделях УА и дороги .1 - У,-5 м/с, У3=20 м/с ; г - Ч, =10 м/с, У^20 м/с .

Згх М/с1

4$

0

А / о с<р а л ¿тартан с^хси > С-0'/с

/ \ г

//

// ---

г,С

Рис 5. Зависимость ( ) в дорояяых испытаниях.

1 - У, =5 м/с, У2=20 м/с ; 2 - 7,-10 м/с, У ¿=20 м/с .

Л?

1. Анализ литературных источников- и патентно-информационный пеяок показали, что в настоящее время получили распространение в оепоЕно;,; индикаторные системы предотвращения столкновений автомо-5иней (СПСА). Недостаточное распространение автоматизированных СЛОА связано с тем, что в существующих разработках отсутствуют устройства искусственного интеллекта, способные прогнозировать дк-;:ап;ку изменения текущих координат автомобилей в транспортном почек.-. Б таких условиях высокая частота реакций СПОА на изменение стнс-с^гтельпсгс- по ие;.;ения объектов ка 'дороге лишает ее преимуществ

с.рдоеччи о водителем, поскольку система ограничивает скоро гх-т. ДВКГ9НИ2 я ситуациях, которые посчитала опасными , хотя они ¡;е являются.

2. ПроьсдэнкыИ анализ типичных дорожно-транспортных ситуаций ьо.шэг» прэьеэтк группировку по совпадающим признакам", опреде-

ииодо ирсг:-.озкрозгния иг развитая и на зтой основе разработан- -огико-!дгт*5!-.йгическое обеспечение функционирования блока за-сш-н ог лошя срабатывании, который .блокирует СПСА е ситуациях, угрми сюдзсюгзкия. Проггдьшаз исследования позволила разработать дополни-тс.ликг г'реоозакия к США, обеспечивакще повышение надежности ее 4^.:аи«ош£роьакия. Основными из них являются :

укссгешФ сдрики зоны просмотра пространства перед автомо-и-с ос>ьво5евдяе?-с.1 цугем иезездовазш окзяируших уст- чу^-чсниз дополвк-хельной кнфор^ДО! с поперечны? составляю-слязросги ускорения оо'ьекгов в зоне оонгруг-сния с целью прог-ьс/г-сровачия изменения относительных координат;

- раоаойаахййКй класса опасного объекта с целью определения его тс:!,:озкьк свойств.

С. С це.,1ьж расчета безопасных интервалов двизгзния, определены пог#1Щ1{ентн степенна тяжмоа, составляющие основу багаа данных США..

и. Гоз^л-И.^шйй ^огрегх-юсти г^йсрмаьношю-изме-¡.»•¿»дг.зи:; устройств на характер переход-ых процессоь при отеле:,и-:ег-:л'. С£Э/. ;.зуценил ре;;_-:оа дзг:.^к::я лсдег.а яокыаа ьеоэходимят

ра. Так, при тормозкении лидера со скорости 20 ¡л/с, интенсивностью 6 м/с^и начальной скорости управляемого автомобиля 25 м/с дистанция в конце торможения не менее 2 м.

6. С целью создания условий для практической реализации СПСА и повышения ее надежности в эксплуатации разработана уточненная модель функционирования СПСА, в которой- получены выражения для расчета величины необходимого замедления, алгоритмы поддержания безопасной дистанции и функционирования исполнительных устройств, что обеспечивает снижение амплитуды колебаний отрабатываемого замедления" до 0,2 - 0,7 м/с^при частоте работы электромагнитных клапанов 4 Гц.

7. Для оптимизации параметров США разработана программная .реализация модели ее функционирования, позволяющая производить расчеты на ЭЦВМ. Определены параметры для расчета в бортовом компьютере пороговых значений интенсивности управляющих воздействий, обеспечивающие приемлемое качество процесса торможения

¡/6 ¡4 9 <"' Р Т Р 5

6,2 мч/с ,%елор)<г 66,9 иУс^Арбнч- 0,3 и,Цнч - 0,1 м/с2.

8. Проведенные исследования показали, что для повышения надежности и качества функционирования США необходимо учитывать взаимное воздействие всех структурных звеньев, йяработаны требова-ания по повышению надежности и качества функционирования США при рассмотрении ее как замкнутей систем с учетом параметров управляемого автомобиля.

ЛУЕЯШЙЦИИ

Основные положит диссертации опуСшюваны в следующих работах:

1. Каминский М. Л. Формирование закона управления торможением в системе предотвращения столкновений автомобиля//. Сб. науч. тр. / Совершенствование эксплуатационных свойств автомобиля/ МАШ.

- М . , 1990, - с. 60-64 .

2. Юрчевсккй А. А., Кадшский М. Л. Вероятностные методы обнаружения угрозы двииэнш автомобилей, оборудовавших США//. Сб. науч. тр. / Совершенствование эксплуатационных свойств автомобиля/ ЫАШ,

- 11,1990,- с. 53-59 .